Механические свойства грунтов

К механическим относятся деформативные и прочностные свойства грунтов. Для расчета оснований зданий и сооружений по деформациям необходимо знать характеристики сжимаемости грунтов. В соответствии с ГОСТ 23908-79 для исследования сжимаемости грунтов используются компрессионные приборы. Испытания грунта в компрессионном приборе проводится в условиях невозможности расширения грунта. В результате испытаний подсчитывается величина модуля деформации Е₀ и определяется структурная прочность грунта Р_стр., которая используется для расчета оснований по СНиП 2.02.01-83.

Для расчета оснований, сложенных просадочными грунтами, в лабораторных условиях определяются дополнительно коэффициент относительной просадочности έ_sl и начальное просадочное давление ρ_sl.

Лабораторная работа № 4

Определение сжимаемости грунтов в компрессионном приборе

Испытание грунта на просадочность в компрессионном приборе

Сжимаемость грунта характеризуется зависимостью между коэффициентом пористости и напряжением. Эта зависимость характеризуется компрессионной кривой

При передаче на грунт внешней нагрузки он уменьшается в объеме, т.е. уплотняется за счет более плотной упаковки частиц.

Необходимое оборудование:

Компрессионный прибор (одометр); два индикатора, фильтровальная бумага, кольцо с грунтом, физические характеристики которого ранее определены.

Рис.3.2. Схема компрессионного прибора (одометра): 1 - индикатор с ценой деления шкалы 0,01 мм для измерения вертикальных деформаций образца грунта; 2 - цилиндрическая обойма; 3 - рабочее кольцо внутренним диаметром более 71 мм и высотой более 20 мм; 4 - поддон с емкостью для воды и перфорированного вкладыша под кольцо; 5 - перфорированный поршень; 6 - механизм вертикальной нагрузки на образец грунта

Методика испытания

1. Из монолита отбирается грунт в кольцо прибора, определяются его физические показатели в соответствии с методикой, изложенной в лаб. Работах 1, 2. Полученные данные заносятся в таблицу 9.

Таблица 9

Исходные данные для расчета физических

и компрессионных характеристик грунта

Наименование	Обозначения	Числовые значения
Высота кольца (начальная высота образца) мм	h
Диаметр кольца, см	d
Площадь кольца (площадь образца), см3	А
Объем кольца, см3	V
Масса кольца со стеклами, г	m1
Масса кольца со стеклами и грунтом, г	m2
Плотность грунта до испытаний, г/см3	ρ
Масса стаканчика, г	m1
Масса стаканчика с влажным грунтом, г	m2
Масса стаканчика с высушенным грунтом	m3
Природная влажность грунта	W
Плотность частиц грунта, г/см3	ρs
Начальный коэффициент пористости	е0

2. Грунт в рабочем кольце с двух сторон покрывается фильтровальной бумагой и устанавливается в одометр, завинчивается внутреннее направляющее кольцо – 4 до соприкосновения с рабочим кольцом.

Одометр помещается на центр стола-пресса, где запрессован фиксатор.

3. На грунте устанавливается штамп до соприкосновения с ним завинчивается арретирное кольцо – 5. На стойках штампа закрепляются индикатородержатели, а затем индикаторы так, чтобы их ножки опирались на площадки среднего соединительного кольца – 2. В гнездо штампа укладывается шарик. Вес штампа, шарика, двух держателей и индикаторов и давление, создаваемое ими на грунт, определяются заранее и задается преподавателем.

4. Немедленно записываются в журнал (таблица 13) начальные отсчеты по индикаторам и часам.

Производится загрузка прибора. Каждая ступень нагрузки должна выдерживаться до условной стабилизации деформации, принимаемой не более 0,01 мм за 16 часов для глинистых грунтов и за 4 часа – для пылеватых и мелких песков. Вследствие ограниченного времени каждая нагрузка выдерживается 5 минут.

5. Записываются в журнал (таблица 10) отсчеты по индикаторам и часам.

Таблица 10